本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種用于主被動(dòng)雷達(dá)的協(xié)同定位方法。

背景技術(shù)：

主動(dòng)雷達(dá)自身輻射電磁波照射目標(biāo)，通過(guò)接收回波來(lái)獲得目標(biāo)的距離和方位信息，并根據(jù)距離和方位信息來(lái)確定目標(biāo)位置。但由于主動(dòng)雷達(dá)輻射的電磁波容易被敵方探測(cè)到，因此容易受到敵方攻擊和干擾。被動(dòng)雷達(dá)自身不輻射電磁波，而是通過(guò)測(cè)量信號(hào)到達(dá)不同接收機(jī)的時(shí)間差來(lái)得到雙曲線，通過(guò)曲線交匯來(lái)定位。但通常的二維平面目標(biāo)無(wú)源定位算法要求至少需要三站來(lái)獲得兩條雙曲線，求得雙曲線交點(diǎn)來(lái)定位，因此在基站數(shù)量較少的情況下的存在定位模糊問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在一站主動(dòng)兩站被動(dòng)雷達(dá)體制下，提出了一種融合主動(dòng)雷達(dá)測(cè)向測(cè)距與被動(dòng)雷達(dá)時(shí)差信息來(lái)定位的方法，由于兩站被動(dòng)雷達(dá)只能獲得一條雙曲線，目標(biāo)可能位于雙曲線上的任意位置，由于信息量不夠而無(wú)法定位。在時(shí)差信息融合了主動(dòng)雷達(dá)的信息之后，能獲得更精確的定位解，并且不存在三站無(wú)源定位中定位模糊的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于主被動(dòng)雷達(dá)的協(xié)同定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.通過(guò)主動(dòng)雷達(dá)，測(cè)得目標(biāo)距離d與角度θ信息，并通過(guò)如下公式1獲得目標(biāo)定位初值：

其中，s1為主動(dòng)雷達(dá)位置：s1＝[x1,y1]^t；θ＝[cosθ,sinθ]^t；

主動(dòng)雷達(dá)測(cè)量距離的方程為如下公式2：

fd(x)＝||x-s1||(公式2)

主動(dòng)雷達(dá)測(cè)量角度的方程為如下公式3：

其中，||·||指2-范數(shù)；

b.通過(guò)兩個(gè)搭載被動(dòng)雷達(dá)的平臺(tái)，通過(guò)時(shí)頻二維相關(guān)可以得到帶噪的時(shí)差信息τ，則距離差r＝cτ；被動(dòng)雷達(dá)接收的時(shí)差信息表示為如下公式4：

其中，c為光速；第一被動(dòng)雷達(dá)位置為：s2＝[x2,y2]^t，第二被動(dòng)雷達(dá)位置為：s3＝[x3,y3]^t；

c.獲取測(cè)量誤差值：

定義目標(biāo)位置x的位置為如下公式5：

其中，是主動(dòng)雷達(dá)定位與真實(shí)目標(biāo)坐標(biāo)間的誤差；

將測(cè)量方程在處進(jìn)行一階泰勒展開(kāi)可得如下公式6-公式8：

其中：

將目標(biāo)定位初值值與測(cè)量值代入公式9可得與

定義如下公式10的似然函數(shù)：

將公式6-公式8代入公式10可得的方程如下公式11：

將k求關(guān)于的導(dǎo)數(shù)，并令之為0，得到關(guān)于的線性等式如下公式12：

得誤差如下公式13：

定義如下公式14：

將值與測(cè)量值帶入公式12可得ad、aθ和ar；

將得到的中間變量ad、aθ和ar代入公式13可得到誤差

d.最根據(jù)如下公式15：

獲得最終的定位解xml。

本發(fā)明的有益效果為：本方法所提出的方法在測(cè)量噪聲誤差增大的情況下可以達(dá)到克拉美羅下界(crlb)，相較于僅有一站主動(dòng)雷達(dá)的定位結(jié)果，本發(fā)明的方法可以獲得更高的精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的方法與crlb隨測(cè)距測(cè)向誤差增大的rmse曲線圖

圖2為本發(fā)明的方法與crlb隨測(cè)距測(cè)向測(cè)時(shí)差誤差增大的rmse曲線圖

圖3為本發(fā)明的方法，主動(dòng)雷達(dá)定位結(jié)果與crlb隨測(cè)距測(cè)向測(cè)時(shí)差誤差增大的rmse曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

實(shí)施例1：

假設(shè)目標(biāo)位于(200,150)km處，三站坐標(biāo)分別為(0,0)km,(-50,0)km,(50,0)km(指定站1為搭載主動(dòng)雷達(dá)的平臺(tái)，站2,3為搭載被動(dòng)雷達(dá)的平臺(tái))。固定σr＝30m。取測(cè)距誤差σd為變量，其值從50～1000m，取測(cè)角誤差0.001σd°。蒙特卡洛仿真次數(shù)為10萬(wàn)次。仿真結(jié)果如附圖1所示。

實(shí)施例2：

與實(shí)施例1相同，只是σr也設(shè)為變量，且σr＝0.3σdm，仿真結(jié)果如附圖2所示。

實(shí)施例3：

與實(shí)施例2相同，加上了與主動(dòng)雷達(dá)定位結(jié)果的對(duì)比，仿真結(jié)果如附圖3所示。

結(jié)果分析：實(shí)施例的仿真結(jié)果顯示了本方法所提出的方法在測(cè)量噪聲誤差增大的情況下可以達(dá)到克拉美羅下界(crlb)，相較于僅有一站主動(dòng)雷達(dá)的定位結(jié)果，本發(fā)明的方法可以獲得更高的精度。

本發(fā)明針對(duì)主/被動(dòng)雷達(dá)協(xié)同定位體制，采用了方差融合的方法對(duì)主動(dòng)雷達(dá)測(cè)距測(cè)角信息以及被動(dòng)雷達(dá)時(shí)差信息進(jìn)行融合，利用蒙特卡洛仿真實(shí)驗(yàn)，考察定位結(jié)果表明基于tdoa與主動(dòng)雷達(dá)的協(xié)同體制相較于主動(dòng)雷達(dá)具有較好的定位效果且能達(dá)到crlb界。